第三章吸附剂结构性能及改性
吸附法去除水中六价铬的研究进展
本次演示旨在探讨玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的影响。近年 来，随着环境污染问题的日益严重，寻找高效、环保的污染治理材料已成为研究 热点。玉米秸秆作为一种丰富的生物资源，具有很好的应用前景。本次演示将介 绍玉米秸秆的改性方法及其对六价铬离子吸附性能的影响，为环境保护和污染治 理提供新的思路。
三、研究进展
近年来，研究人员针对皮革中六价铬的测定方法进行了大量研究。在样品处 理技术方面，研究者们探索了各种样品预处理方法，如超声波辅助萃取、加速溶 剂萃取、微波辅助萃取等，以提高样品的提取效率和测定准确性。在测定方法与 标准方面，分光光度法、电化学法、色谱法、原子吸收光谱法等都有应用报道， 但各方法之间的准确性和重复性存在差异。
综上所述，玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究具有重要的理 论和实践意义。通过改性处理，可以提高玉米秸秆对六价铬离子的吸附能力，从 而有效治理环境污染。然而，仍需进一步研究以完善改性条件和评估其在实际环 境中的应用效果。
一、引言
随着工业和农业的快速发展，水体中重金属离子污染的问题日益严重。这些 重金属离子，如铅、汞、镉等，对环境和人类健康构成严重威胁。因此，开发有 效的重金属离子去除技术成为当前研究的热点。海藻酸钠基吸附材料由于其独特 的物理化学性质，如高吸附容量、快速吸附等，在水体重金属离子去除领域具有 广阔的应用前景。本次演示将综述海藻酸钠基吸附材料去除水中重金属离子的最 新研究进展。
最后，在实际应用中，如何实现高效、环保的六价铬去除仍需考虑许多实际 问题。例如，如何实现大批量生产高品质的吸附剂；如何在保证去除效果的同时 降低运行成本；如何合理规划设计水处理流程等问题都需要在实际应用中进行深 入研究和探讨。
总结：
本次演示介绍了吸附法去除水中六价铬的基本原理和影响因素，并展望了未 来的研究方向。尽管该领域已经取得了一定的进展，但仍有许多问题需要进一步 研究和探讨。希望通过不断的研究和实践探索，进一步推动该领域的发展并提高 实际应用中的处理效果和效率。
HBP-NH2改性棉纤维吸附剂的制备及性能研究
HBP-NH2改性棉纤维吸附剂的制备及性能研究孙凤+臧传峰+闫腾+张德锁+陈宇岳+林红摘要：本研究通过氧化活化棉纤维的方法将端氨基超支化聚合物（HBP-NH2）接枝到棉纤维表面，成功制备了一种HBP-NH2改性棉纤维吸附剂，并以Cd2+的吸附量为依据对吸附剂的制备工艺进行了优化。
研究表明HBP-NH2改性棉纤维吸附剂最佳制备工艺为：在60 ℃下，pH值为11.03的20 g/L HBP-NH2溶液中（浴比1∶50），接枝反应 2 h，所制备的改性棉纤维对Cd2+的吸附量最高，可达38.94 mg/g。
关键词：棉纤维；接枝；端氨基超支化聚合物；镉离子TQ085 文献标志码：APreparation of Adsorbent based on Modification of Cotton Fibers by HBP-NH2 and Its PropertyAbstract： A modified cotton fiber adsorbent was prepared successfully by grafting amino-terminated hyperbranched polymer （HBP-NH2） onto oxidized cotton fibers. Its technology of preparation was optimized based on the adsorption quantity of Cd2+. The results showed that the modified cotton fibers have the highest adsorption capacity up to Cd2+ when 20 g/L HBP-NH2 reacted with oxidized cotton fibers at 60℃ and 11.03 pH value for 2 h. The adsorption quantity ofCd2+ could reach 38.94 mg/g.Key words： cotton fiber； grafting； HBP-NH2； Cd2+镉是一种毒性很强的重金属，极微量的镉就可对人体造成伤害。
吸附剂及其作用机理研究与探讨
吸附剂及其作用机理研究与探讨吸附剂是指一类可以吸附其他物质的材料，常用于处理废水、废气和固体表面的污染物去除等领域。
吸附剂的作用机理包括物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是指吸附剂表面对目标物质的吸附力来自于物理力，如静电力、范德华力、氢键等。
物理吸附主要适用于表面积较大的吸附剂，如活性炭。
其特点是吸附反应速度较快，吸附容量较大，但吸附后往往需要进行再生，工艺相对较复杂。
化学吸附是指吸附剂表面对目标物质的吸附力来自于化学键形成，如物质之间的化学反应。
化学吸附主要适用于特定的吸附剂，如活性氧化铁。
其特点是吸附强度较大，吸附效果稳定，但吸附反应速度相对较慢，往往需要较长的接触时间。
吸附剂的研究与探讨主要从以下几个方面展开：1.吸附剂的种类和性能：吸附剂种类繁多，根据吸附剂的化学成分和形态特点，可以分为活性炭、分子筛、树脂、活性氧化铁等。
每种吸附剂的吸附性能和适用范围不同，需要针对具体的污染物选择合适的吸附剂。
2.吸附剂的表面性质：吸附剂的表面特性直接影响其吸附能力和吸附速度。
表面性质主要包括表面活性位点、孔结构、比表面积、孔隙度等。
研究吸附剂的表面性质，可以指导吸附剂的合成和改性，提高吸附性能。
3.吸附剂的制备与改性：制备和改性是提高吸附剂性能的关键环节。
制备方法包括物理法、化学法、生物法等多种途径，根据不同的需求和目标选择合适的方法。
改性方法包括物理改性、化学改性和生物改性等，通过改变吸附剂的表面结构和性质，提高其吸附性能。
4.吸附机理的研究：吸附机理的研究有助于了解吸附剂与目标物质之间的相互作用和反应过程。
通过实验和理论模拟，可以揭示吸附剂的吸附机制，为吸附过程的优化和改进提供理论指导。
5.吸附剂的应用研究：吸附剂广泛应用于废水处理、废气处理、固体废物处理等方面。
吸附剂的应用研究主要包括吸附动力学、吸附热力学等方面。
通过对吸附过程的研究，可以优化吸附工艺，提高吸附效率和经济性。
总之，吸附剂及其作用机理的研究与探讨具有重要的理论和应用价值。
第3章 分子筛
3.3
沸石分子筛的催化性能
• 酸催化，碱催化，氧化还原催化 酸催化，碱催化， • 固体酸理论 • 静电场理论 • 动态模型
13
3.3.1 固体酸理论
• 质子酸（B酸）—放出质子 质子酸（ eg.HCl、 eg.HCl、NH4＋、HCO3• 质子碱（B碱）—接受质子 质子碱（ eg. eg.Cl- 、NH3 • 非质子酸（L酸）—接受电子对 非质子酸（ eg. eg.Na＋、R＋ • 非质子碱（L碱）—给予电子对 非质子碱（ eg.OH-、NH3、F-
4） 内表面修饰
• 硅烷、硼烷、H3BO3等沉积剂可进入沸石 硅烷、硼烷、 孔道，与沸石表面羟基作用放出氢气， 孔道，与沸石表面羟基作用放出氢气，而 沸石表面被反应产物覆盖， 沸石表面被反应产物覆盖，使沸石孔道变 窄。 • 利用此法修饰的 利用此法修饰的HM沸石可用于分离 、 沸石可用于分离Kr、 沸石可用于分离 Xe等稀有气体。 等稀有气体。 等稀有气体
4
b.根据分子极性、 b.根据分子极性、不饱和度和极化率的选择吸附 根据分子极性 • • • • 分子筛是一种极性物质； 分子筛是一种极性物质； 分子极性增强，易被吸附； 分子极性增强，易被吸附； 非极性分子极化率增大，吸附量增加； 非极性分子极化率增大，吸附量增加； 不饱和化合物易极化，不饱和度增大， 不饱和化合物易极化，不饱和度增大，吸附 量增加； 量增加； • 吸附质沸点升高，吸附量增大。 吸附质沸点升高，吸附量增大。
• → 脱铝 使沸石骨架脱铝， 使沸石骨架脱铝，但仍保持骨架结构 的完整性。 的完整性。 • 低硅沸石脱铝以后，可以提高其热稳定性 低硅沸石脱铝以后， 以后 和水热稳定性，增加酸强度。 和水热稳定性，增加酸强度。 • 高硅沸石脱铝以后，可以提高沸石的疏水 高硅沸石脱铝以后 以后， 降低酸位密度。 亲油性 ，降低酸位密度。
吸附剂
吸附剂（吸收剂）用以选择性吸附气体或液体混合物中某些组分的多孔性固体物质称吸附剂。
吸附剂通常制成球形、圆柱形或无定形的颗粒或粉末。
优良吸附剂应具有的特性主要是单位质量吸附剂具有较大的表面积，对吸附质具有较大的吸附能力（即平衡吸附量大）。
并且具有良好的选择性，即能优先吸附混合物中某些组分。
此外，还要求容易再生（即平衡吸附量对温度或压力的变化敏感），具有足够的强度和耐磨性等。
常用的吸附剂有：①活性白土、硅藻土等天然物质。
常用于油品和糖液的脱色精制；②活性炭。
由各种含炭物质经炭化和活化处理而成，耐酸碱但不耐高温，吸附性能良好，多用于气体或液体的除臭、脱色、以及溶剂蒸气回收和低分子烃类的分离；③硅胶。
由硅酸钠水溶液脱钠离子制成的坚硬多孔的凝胶颗粒，能大量吸收水分，吸附非极性物质量很少，常用于气体或有机溶剂的干燥以及石油制品的精制；④活性氧化铝。
由氧化铝的水合物加热脱水制成的多孔凝胶和晶体的混合物，常用于气体和有机物的干燥；⑤合成沸石。
又称分子筛，人工合成的硅铝酸盐，具有均匀的孔径，热稳定性高，选择性好，用于气体和有机溶剂的干燥及石油馏分的吸附分离等；⑥合成树脂。
具有巨型网状结构，常用的有非极性树脂，如苯乙烯-二乙烯基苯共聚体；极性树脂，如聚甲基丙烯酸酯，用于废水处理、维生素的分离、药剂的脱色和净制等。
1、吸附分离应用背景：吸附操作在化工、轻工、炼油、冶金和环保等领域都有着广泛的应用。
如气体中水分的脱除，溶剂的回收，水溶液或有机溶液的脱色、脱臭，有机烷烃的分离，芳烃的精制等。
2、吸附的定义及概念：固体物质表面对气体或液体分子的吸着现象称为吸附。
其中被吸附的物质称为吸附质，固体物质称为吸附剂。
3、吸附机理的分类：根据吸附质和吸附剂之间吸附力的不同，吸附操作分为物理吸附与化学吸附两大类。
⑴、物理吸附或称范德华吸附：它是吸附剂分子与吸附质分子间吸引力作用的结果，因其分子间结合力较弱，故容易脱附，如固体和气体之间的分子引力大于气体内部分子之间的引力，气体就会凝结在固体表面上，吸附过程达到平衡时，吸附在吸附剂上的吸附质的蒸汽压应等于其在气相中的分压。
吸附剂及其研究现状
待于进一步研究，但由于其具有操作方便且效率高，能耗低，处理
对象所受局限性较小，若处理工艺完善，可避免二次污染等优点， 是一种发展潜力较大的方法。
• 中科院山西煤化所在活性炭上担载金属制备出双功能吸附--催化剂，使得所
吸附的有机物在较低温度下便能被氧化分解，且氧化速率显著加快。活性炭 吸附--原位催化芳香化合物不仅使有机物的去除耗能较少，而且还可以有效 的减少活性炭在高温时的烧蚀和异地氧化时频繁装卸造成的损耗，有望在该 领域成为一种经济有效的再生散在水介质中，在较温和的条件下就具有较高的反应性能，可以用比
较简单的方法将其改性和转化；淀粉还极易被酸或酶部分或全部水解成低聚 糖或单糖，这些水解产物又可进一步衍生成更多的有机化合物。 而且淀粉资 源丰富、 价格低廉，因此世界各国都十分重视对淀粉的研究、开发和利用。 淀粉衍生物在水处理中的应用主要是作为重金属离子、CrO42-以及酚类物质的 吸附剂，此外还可作为染料废液处理剂。
4 、改性纤维素类吸附剂
•
纤维素是地球上最丰富的、可以恢复的天然资源， 具有价廉、 可降解并对环境不产生污染等优点，纤维 素的化学改性研究大致可归结为三个主要方向： （1）利用一般酯化和醚化的方法； （2）利用有机化学改性的方法； （3）利用接枝共聚的方法。 目前改性纤维素类吸附剂主要用于去除水体中的 Cu2+、Mn2+、 Co2+、 Fe3+、 Pb2+、 Hg2+、 Cd2+等重金属 离子以及印染废液中的直接染料、酸性染料等阴离子型染料，并均取得很好地处理效果，而且容易脱附再 生。 但是，纤维素吸附剂多为粉状或微粒状，孔结构不理想，限制了其使用。而球形纤维素吸附剂不仅具有疏 松和亲水性网络结构的基体，可以控制孔度、粒度，并具有比表面积大、通透性好和水力学性能好等优点， 易于处理并适合柱上操作，已引起了国内外很多科研工作者的兴趣。
吸附剂的制备及其改性技术研究进展
大 的 比表 面 积（ ０ — ３ ０ ｍ ／ ）吸 附 性 能 良好 。 ５０ ０２ ， ０ ｇ 】
２１１ 共聚体 的合成及 氯 甲基化反 应 将一定量 的苯 乙烯 、 ．． 二 乙烯 苯 与不 同组 成 的致 孔剂 一 起按 常规 方法 进 行悬 浮
率 －ｐ 曲 线 及 ｐ ５ 低ｐ 方 向 偏 移 ， 中 用００ｍ ｌ Ｈ Ｈ向 Ｈ 其 ． ｏＬ ３ ／
ＫＭｎ 液改性所 得颗粒 活性 炭 的吸 附能力最 强。 Ｏ溶
后， 对喜树碱和喜果苷的吸附量及吸附选择性显著增大 ，
如季铵 盐树脂（ ｓ 对２ Ｒ ６） 种生 物碱 的分 离 因子 高达 ｌ４ １。
安徽农 学通报 ，Ａｎ ｕ ｒ． ｃ． ｕ１ ０ ，７１ ） ｈ ｉ ｉＳｉＢ ｌ２ １ １ （６ Ａｇ ． ｌ
１９ ８
吸 附剂 的制备 及其 改性 技术研 究进 展
蓝 静 刘敬 勇 黄曼 雯 蔡 华梅 裴 嫒媛 王靖 宇
（ 广东工 业大学环 境科学与工 程学 院， 广东广＇ ５ ０ ０ ） １ ０ ６） Ｈ
炭吸附Ｈ ｓ 的性能 。
剂、 物料等… 。
２ 吸附树脂
吸附树 脂是 以一 类 以吸附 为特 点 ， 对有 机物 具有 浓缩
和分离作用 的多孔性 高分子 聚合 物 。
２１ 树 脂 的 合 成 ．
１ 活性炭
活性 炭是 用烟 煤 、 褐煤 、 果壳或 木 屑等原 料 经炭 化 、 活
赵 梅青 、 子川 『 马 ４ 考 察 到 在 回流 状 态 下用 Ｋ ｎ 等人 ＭＯ
《改性铝系吸附剂的制备及提锂性能研究》
《改性铝系吸附剂的制备及提锂性能研究》一、引言随着全球对清洁能源的依赖性日益增强，锂资源的需求量也日益增加。
铝系吸附剂因其独特的物理化学性质，在锂的提取和回收中具有广泛的应用前景。
本文旨在研究改性铝系吸附剂的制备方法及其在提锂过程中的性能表现，以期为锂资源的有效回收和利用提供新的途径。
二、改性铝系吸附剂的制备改性铝系吸附剂的制备主要包括原材料的选取、吸附剂的制备工艺和改性方法等步骤。
1. 原材料选取选用高纯度的铝氧化物作为主要原料，同时添加适量的改性剂，如活性炭、氧化石墨烯等。
这些改性剂可以提高吸附剂的表面积、孔隙结构和化学活性，从而提高其对锂的吸附能力。
2. 制备工艺首先，将铝氧化物与适量的改性剂混合，经过均匀搅拌后，采用沉淀法或溶胶-凝胶法进行成型。
然后，将成型后的吸附剂进行干燥、煅烧等处理，得到改性铝系吸附剂。
3. 改性方法改性方法主要包括物理改性和化学改性。
物理改性主要通过改变吸附剂的表面积和孔隙结构来提高其性能；化学改性则是通过引入新的化学基团或与锂离子发生化学反应来提高吸附剂的吸附能力。
三、提锂性能研究为了研究改性铝系吸附剂的提锂性能，我们采用了多种实验方法和评价指标。
1. 实验方法采用模拟含锂溶液和实际含锂废液进行实验，通过静态吸附法和动态吸附法等实验方法，测定吸附剂在不同条件下的吸锂能力。
同时，我们还通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对吸附剂的结构和性能进行表征。
2. 评价指标评价指标主要包括吸锂容量、吸锂速率、选择性等。
吸锂容量表示单位质量吸附剂在单位时间内能吸附的锂量；吸锂速率则反映了吸附剂在短时间内快速吸附锂的能力；选择性则表示吸附剂在多种离子共存的情况下对锂的选择性吸附能力。
四、结果与讨论通过实验，我们得到了改性铝系吸附剂的吸锂性能数据，并对其进行了分析。
1. 吸锂性能数据实验结果表明，改性铝系吸附剂在模拟含锂溶液和实际含锂废液中均表现出良好的吸锂性能。
吸附剂提高吸附能力的方法
吸附剂提高吸附能力的方法吸附剂是一种广泛应用于工业和环境领域的材料，具有吸附或吸附分离物质的能力。
提高吸附剂的吸附能力，既可以提高吸附效率，又可以降低成本。
本文将介绍几种常见的方法来提高吸附剂的吸附能力。
一、表面改性表面改性是提高吸附剂吸附能力的常见方法之一。
通过改变吸附剂表面的化学性质或物理性质，可以增加其吸附物质的亲和力。
常见的表面改性方法包括酸碱处理、活化处理、离子交换等。
例如，将吸附剂暴露在酸性或碱性溶液中，可以改变其表面的电荷性质，增强吸附剂与目标物质之间的吸附作用。
二、孔隙调控孔隙结构对吸附剂的吸附能力具有重要影响。
通过调控吸附剂的孔隙结构，可以增加其表面积和孔容量，提高吸附剂的吸附能力。
常见的孔隙调控方法包括模板法、氧化法和碳化法等。
例如，使用模板剂可以控制吸附剂的孔隙大小和分布，从而提高吸附剂的吸附能力。
三、复合材料将吸附剂与其他材料复合，可以改善吸附剂的吸附性能。
常见的复合材料包括纳米复合材料、多孔复合材料和功能化复合材料等。
例如，将吸附剂与纳米材料复合，可以增加吸附剂的表面积和孔隙结构，提高吸附能力。
四、温度调控温度对吸附剂的吸附能力也有一定影响。
适当调节吸附剂的温度可以改变吸附剂与目标物质之间的吸附平衡，从而提高吸附剂的吸附能力。
例如，提高吸附剂的温度可以增加吸附剂表面的活性位点，提高吸附剂的吸附能力。
五、选择合适的吸附剂不同的吸附剂对不同的物质具有不同的吸附能力。
选择合适的吸附剂可以提高吸附效率。
常见的吸附剂包括活性炭、分子筛、聚合物吸附剂等。
根据目标物质的特性选择合适的吸附剂，可以最大限度地提高吸附能力。
通过表面改性、孔隙调控、复合材料、温度调控和选择合适的吸附剂等方法，可以有效提高吸附剂的吸附能力。
这些方法不仅可以提高吸附剂的吸附效率，还可以降低成本，提高工业和环境领域的应用效果。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的方法来提高吸附剂的吸附能力。
吸附剂性能
吸附剂的吸湿性能评价摘要吸附剂的吸湿性能直接影响空调系统的运行情况。
在现代建筑中，暖通空调系统是耗能大户。
当今，资源和能源极度紧缺，改良传统的吸附剂，开发高效、高性能的复合吸附剂成为一大研究课题。
关键词：吸附剂除湿性能在现代建筑中，暖通空调系统是耗能大户。
除湿空调系统主要存在投资高、设备体积大和制冷功率低等问题。
除湿空调技术的研究主要集中在除湿器种类、除湿器结构和除湿系统运行模式3个方面，而这些研究则依赖于除湿吸附剂种类和性能。
因而，开发用于除湿空调系统的高效吸附剂，提高除湿空调系统制冷能力，减小设备体积，降低系统投资，已成为加速除湿空调商品化进程的关键。
在空气调节中，吸附剂类型包括固体吸附剂和液体除湿剂，下面将对其除湿性能作出具体评价。
1 固体吸附剂常用的固体吸附剂可分为“极性吸附剂”和“非极性吸附剂”。
极性吸附剂具有亲水性，主要有硅胶、多孔活性铝、沸石等铝硅酸盐类吸附剂。
非极性吸附剂具有憎水性，主要有活性炭等。
还有许多高分子材料对水蒸气具有良好的吸附性，通常称为“高分子胶”。
1.1 硅胶硅胶是一种性能良好的除湿剂，但当其吸附大量水分后易破裂，且不耐高温，严重影响除湿效果。
经专家研究，经金属离子掺杂改性，可以使硅胶BET比表面积、孔容、平均孔径明显增大，吸附性能明显增强。
这是因为对于中孔结构，孔径越大，水蒸气分子的扩散阻力就越小，吸附速率就越快，同时大孔径也有利于吸附放出的热量扩散到环境中，从而有利于吸附过程的进行。
1.2 高分子胶有机高分子吸湿材料是新型的功能高分子材料，它最初是由高吸水性树脂发展而产生的。
它具有优异的吸湿、保湿性能，是一种经过化学与物理方法改性的水性树脂，以分子中的亲水基团来吸收水分。
丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物是一类用途广泛的多功能高分子化合物，因各自含羧酸基(-COOH)和酰胺基(-CONH)这样的强吸湿基团，多种亲水基的协同作用，使得吸湿性能优于其相应的均聚物和传统的无机吸湿材料硅胶和分子筛，添加的部分尿素起到“致孔剂”作用，使得材料表面出现孔洞，增加了有效吸湿比表面积，故被作为有机高分子吸湿材料的重要一类。
几种新型吸附剂的设计、制备及其对水中抗生素污染物的吸附性能研究
几种新型吸附剂的设计、制备及其对水中抗生素污染物的吸附性能研究一、本文概述随着人类社会的快速发展，大量抗生素被广泛应用于医疗、畜牧和水产养殖等领域。
然而，抗生素的滥用和不当排放导致了严重的水体污染问题，对人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。
因此，开发高效、环保的抗生素去除技术成为了当前研究的热点。
吸附法作为一种经济、实用的废水处理技术，被广泛应用于各种污染物的去除。
本文旨在设计并制备几种新型吸附剂，并研究其对水中抗生素污染物的吸附性能，以期为抗生素废水的治理提供新的解决方案。
本文将综述抗生素污染的现状、危害及现有的处理技术，分析吸附法在抗生素废水处理中的优势和挑战。
在此基础上，提出几种新型吸附剂的设计思路，包括材料的选择、结构的优化以及改性方法等。
接着，本文将详细介绍新型吸附剂的制备过程，包括原料的选择、制备工艺的优化以及吸附剂的表征等。
通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、射线衍射（RD）等手段对吸附剂的形貌、结构和性质进行表征，为后续吸附性能的研究奠定基础。
然后，本文将通过批量吸附实验，研究新型吸附剂对水中抗生素污染物的吸附性能。
考察吸附时间、温度、pH值、抗生素浓度等因素对吸附效果的影响，并通过吸附动力学、吸附热力学等模型对吸附过程进行解析。
通过对比实验，评估新型吸附剂与其他吸附剂在抗生素去除方面的优劣。
本文将总结新型吸附剂在抗生素废水处理中的应用前景，提出改进意见和建议，为未来的研究提供参考。
本文的研究结果将为抗生素废水的治理提供新的思路和方法，有助于推动水体环境保护和可持续发展。
二、文献综述近年来，随着畜牧养殖和水产养殖业的快速发展，以及医疗和制药行业的进步，大量抗生素被广泛应用，导致水环境中抗生素污染问题日益严重。
抗生素的残留不仅可能对生态环境造成长期负面影响，还可能通过食物链威胁人类健康。
因此，寻找高效、环保的抗生素去除方法已成为当前研究的热点。
吸附法作为一种操作简便、成本低廉的水处理技术，在抗生素去除方面展现出巨大的潜力。
吸附分离技术与理论
未来发展趋势预测及建议
绿色化发展
多功能化趋势
开发环保型吸附剂和绿色溶剂，减少对环 境的影响。
研发具有多种功能的吸附剂，如同时实现 分离和催化等。
跨学科融合
强化产学研合作
加强与其他学科的交叉融合，如材料科学 、化学工程等，推动吸附分离技术的创新 发展。
加强产学研合作，促进科研成果的转化和 应用，推动吸附分离技术的工业化进程。
物理结构改性
通过改变吸附剂的孔结构、比表面积和孔容等物理性质，来提高吸 附容量和选择性。
复合改性
将两种或多种改性方法结合使用，以综合提高吸附剂的吸附性能和 选择性。
提高吸附剂选择性和效率策略
优化吸附条件
通过调整温度、压力、浓度等吸 附条件，来提高吸附剂对目标物 质的选择性和吸附效率。
引入竞争吸附
在吸附过程中引入与目标物质性 质相似的竞争物质，以提高吸附 剂对目标物质的选择性。
吸附速率常数
反映吸附速率快慢的常数， 与吸附剂的性质、温度等 因素有关。
吸附活化能
表示吸附过程中需要克服 的能垒，与吸附剂和吸附 质之间的相互作用力有关。
影响吸附平衡和动力学因素
温度
温度对吸附平衡和动力学有显著影响， 一般来说，温度升高有利于物理吸附， 降低有利于化学吸附。
压力
对于气体吸附，压力增加有利于吸附 量的增加；对于液体吸附，压力影响 较小。
吸附剂性质
吸附剂的孔径、比表面积、孔容等性 质对吸附平衡和动力学有重要影响。
吸附质性质
吸附质的分子大小、极性、沸点等性 质也会影响其在吸附剂上的吸附行为。
03
吸附剂选择与改性方法
常见吸附剂类型及性能比较
活性炭
具有高比表面积和孔容，适用于吸附非 极性和弱极性物质，如有机溶剂和某些
有序介孔炭合成、改性及其对汞离子的吸附性能
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关键 词 ： 有 序 介 孑 炭 ； 面 改性 ； ； 附 机 理 Ｌ 表 汞 吸 中 图分 类号 ： Ｔ ２ ． Ｑ ４４ １ 文献 标 上世 纪 ９ Ｌ ０年 代 迅 速兴 起 的新 型纳米结 构材料 。其关注 之一就是 用这种 材料 除去
fomc的xrd图游亦存在个100晶面衍射峰但其半峰宽行一定的增大相应地衍射峰向大角移动而且后面两个110200晶面衍射峰都不明显表明有机基团对omc表面修饰后宏观有序结构遭到一定程度的破坏孑l道的有序度有较大降低但仍具有六方介孑l结构233有序介孑l炭的比表面积不同介孔材料77k下的氮气吸附一脱附等温线和采用bjh方法汁算的样品孔径分布如阁6a和6b所示
团 的改性 ， 以满 足脱 除 不 同污 染物 要求 。例 如应 用 介孑 材 料表面改 性增 加 对重 金属 、 体 和蛋 白 Ｌ 气 质 的吸 附 ， 用 介 孔 硅 巯 基 化 可 选 择 性 地 吸 附 应 Ｈｇ Ｉ） （Ｉ等重 金 属 离 子 等 。有 序 介 孑 炭 是 一 类 新 Ｌ 型 的非 硅基介孑 材料 ， Ｌ 由于 它具 有 大 比表 面 积和 孔
改性生物炭对水中磷酸盐的吸附作用
改性生物炭对水中磷酸盐的吸附作用改性生物炭是一种常用的环境友好型吸附剂，由原生动植物组织经过改性处理而得到，具有多种吸附性能强的特征，可以有效地对水中的磷酸盐进行吸附，为环境污染的修复提供新的方法。
一、改性生物炭的特性1、表面结构特性：改性生物炭核糖格层表面空间结构特殊，表面特殊孔隙构造，孔隙大小小于1微米，有大量活性位。
2、化学性质特性：改性生物炭具有较高的羟基、硫醛基、氯醛基、羧基等活性基团。
它们能够活化水中的阴离子离子，从而实现对磷酸盐的吸附。
3、物理性质特性：改性生物炭的体积和比表面积都比原生生物炭小，表面更加活跃，吸附和堆积能力更强，吸附效率高。
二、改性生物炭对水中磷酸盐的吸附作用1、实验：为了验证改性生物炭对水中磷酸盐的吸附作用，可以采用现有的吸附实验方法，如利用改性生物炭和不同浓度的磷酸盐溶液进行搅拌，然后进行定时吸附实验，测量改性生物炭对磷酸盐的吸附量，计算吸附率。
2、吸附机制：改性生物炭的表面孔结构特性使其能够对水中的磷酸盐（H2PO4-，HPO42-，PO43-）产生吸附作用，当磷酸盐进入改性生物炭的空间配位层时，它们将与改性生物炭的氢键基团发生化学反应，吸附在表面上，它们能够牢牢锁定在沉积在表面上并阻止其再次溶解，从而实现对磷酸盐的吸附。
3、吸附效果：实验表明，改性生物炭对水中磷酸盐的吸附率可达99%以上，能够极大地提高磷酸盐在水中移除率，为环境污染物的修复提供了有效的手段。
三、改性生物炭的应用1、污染物的移除：改性生物炭具有优异的吸附性能，可以有效地移除水体中的污染物，尤其是对磷酸盐具有较高的移除效率，是一种常用的环境友好型吸附剂，可用于水体污染物的处理和移除。
2、生物炭催化剂：改性生物炭具有较优异的催化性能，可用于低品位反应、水热反应等，以及有机反应，例如环氧化反应、代谢途径反应、耗氢反应、羟基化反应等，可以作为有效的催化剂，提高反应效率、改善反应条件。
3、生物质制备：改性生物炭有自主催化的作用，可以生成新的生物质，可以应用于可再生能源、药物制备等领域，有利于进一步实现可持续发展。
《改性铝系吸附剂的制备及提锂性能研究》
《改性铝系吸附剂的制备及提锂性能研究》一、引言随着全球对新能源和可持续发展的追求，锂资源的开发和利用成为当前的研究热点。
锂是制造电池等关键能源产品的重要元素，因此从各种来源中高效提取和分离锂变得尤为重要。
铝系吸附剂作为一种常用的锂离子吸附材料，在锂电池等众多领域展现出显著优势。
本研究以改性铝系吸附剂为研究对象，探索其制备过程及其在提锂过程中的性能。
二、改性铝系吸附剂的制备（一）原料及方法本研究选取高纯度的氢氧化铝为主要原料，配合改性剂如高分子化合物、金属氧化物等，通过特定的制备工艺，如溶胶-凝胶法、浸渍法等，制备出改性铝系吸附剂。
（二）制备过程1. 配制溶液：将氢氧化铝与适量的去离子水混合，形成均匀的溶液。
2. 添加改性剂：根据实验设计，向溶液中加入适量的改性剂。
3. 反应与干燥：通过一定的反应条件使改性剂与氢氧化铝发生反应，然后进行干燥处理。
4. 烧结与冷却：将干燥后的材料进行烧结处理，然后自然冷却至室温。
5. 破碎与筛分：将烧结后的材料破碎、筛分，得到所需粒度的改性铝系吸附剂。
三、改性铝系吸附剂的提锂性能研究（一）实验方法采用模拟锂溶液，通过静态吸附、动态吸附等方法，研究改性铝系吸附剂的提锂性能。
同时，通过对比实验，分析不同改性方法、不同粒度等因素对提锂性能的影响。
（二）实验结果与分析1. 静态吸附实验：在一定的温度和pH值条件下，测量改性铝系吸附剂对锂离子的吸附量。
实验结果表明，改性后的铝系吸附剂具有较高的锂离子吸附能力。
2. 动态吸附实验：通过模拟实际生产过程中的吸附过程，研究改性铝系吸附剂的动态吸附性能。
实验结果表明，改性铝系吸附剂在动态条件下仍能保持良好的提锂性能。
3. 影响因素分析：通过对比实验，分析不同改性方法、不同粒度等因素对提锂性能的影响。
实验结果表明，适当的改性方法和粒度有利于提高铝系吸附剂的提锂性能。
四、结论本研究成功制备了改性铝系吸附剂，并对其提锂性能进行了深入研究。
实验结果表明，改性后的铝系吸附剂具有较高的锂离子吸附能力，且在动态条件下仍能保持良好的提锂性能。
《改性铝系吸附剂的制备及提锂性能研究》
《改性铝系吸附剂的制备及提锂性能研究》一、引言随着科技的不断进步和工业的迅猛发展，锂资源的利用日益受到关注。
作为轻质、高能量的金属元素，锂在电池、核工业、陶瓷等领域具有广泛的应用。
然而，由于自然环境中锂的分布分散且含量低，有效提取和分离锂成为一项重要的研究课题。
近年来，改性铝系吸附剂因其高吸附性能和良好的选择性，在提锂领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究改性铝系吸附剂的制备工艺及其提锂性能，以期为实际生产提供理论支持和实践指导。
二、改性铝系吸附剂的制备1. 材料选择与预处理制备改性铝系吸附剂的主要原料为铝基材料（如氢氧化铝、氧化铝等）。
首先，对原料进行筛选、清洗和干燥处理，以去除杂质和水分。
2. 改性过程改性过程主要包括物理改性和化学改性。
物理改性主要采用球磨、粉碎等手段改变铝基材料的物理性质；化学改性则通过引入其他元素或化合物，如硅、钛等，以提高铝基材料的吸附性能。
3. 制备工艺将经过预处理的铝基材料与改性剂混合，通过搅拌、干燥、煅烧等工艺步骤，制备出改性铝系吸附剂。
其中，煅烧温度、时间及气氛等参数对最终产品的性能具有重要影响。
三、改性铝系吸附剂的提锂性能研究1. 实验方法采用静态吸附法和动态吸附法对改性铝系吸附剂的提锂性能进行研究。
在静态吸附法中，将吸附剂与含锂溶液混合，观察其吸附效果；在动态吸附法中，模拟实际生产过程中的溶液流动情况，考察吸附剂在动态条件下的吸附性能。
2. 实验结果与分析通过实验数据，分析改性铝系吸附剂的吸附容量、吸附速率、选择性等性能指标。
结果表明，改性后的铝系吸附剂具有较高的吸附容量和良好的选择性，能够在较短的时间内达到吸附平衡。
此外，改性铝系吸附剂还具有良好的稳定性，能够在多种环境下保持较高的吸附性能。
四、实际应用及前景展望1. 实际应用改性铝系吸附剂在实际生产中已得到广泛应用。
其高吸附容量和良好的选择性使得其在锂资源提取领域具有显著的优势。
此外，改性铝系吸附剂还具有较低的成本和环保性能，符合当前绿色、低碳的生产要求。
吸附剂改性实验与富氧工艺过程模拟的开题报告
吸附剂改性实验与富氧工艺过程模拟的开题报告一、选题背景及意义优化工业过程中常常需要利用吸附剂来净化废气或废水中的有害物质。
常用的吸附剂如活性炭、分子筛等，在平常使用中，它们具有吸附效率高、易于再生等优点。
但对于某些固体或液体颗粒物等细小污染物的吸附，常规吸附剂往往难以达到理想的效果。
因此，如何改性吸附剂，提高其对于微小污染物的吸附能力，是当前的一个研究热点。
同时，氧气在一些工业过程中也扮演着非常关键的角色。
像电弧炉、平炉等工业熔炼过程中，人们往往需要将富氧（氧气含量高于空气的气体）引入炉内，以加速燃烧反应使得工业物料更快地融化。
因此，对于富氧工艺的研究也具有重要的实践意义。
因此，开展吸附剂改性实验及富氧工艺过程模拟的研究，对于优化工业过程、提高工业生产效率和保护环境等方面，具有重要的意义和应用价值。
二、研究目的本研究旨在：1.通过对某些吸附剂的改性实验，提高其对于微小污染物的吸附能力；2.通过富氧工艺过程模拟，优化富氧工艺，以提高其效率和安全性。
三、研究内容1.吸附剂改性实验将常见的吸附剂如活性炭、分子筛等进行改性实验，采用不同的改性方法如表面改性、孔道修饰等，比较不同改性方式对于吸附剂吸附性能的影响，得出各种吸附剂的最佳改性方式及其对于微小污染物的吸附效果。
2.富氧过程模拟依据工业生产实际，选取电弧炉熔炼过程为案例，建立富氧工艺过程模拟模型，模拟模型应包括氧气供给、炉温变化、物料融化、金属熔池轨迹等。
通过模拟计算发现，富氧工艺中氧气供给量、供氧方式等参数对于工艺效率、产品质量及工艺安全性的影响。
四、研究方法1.吸附剂改性实验选用常见的石墨烯、硅藻土、活性炭等吸附剂，分别进行表面改性、孔道修饰等实验，采用BET 等测试手段对吸附剂的比表面积、孔径大小、孔道分布等特性进行分析和表征，最后比较各种吸附剂的吸附性能，找到最佳改性方式及其对于微小污染物的吸附效果。
2.富氧过程模拟通过电弧炉熔炼过程为例，利用 MATLAB 等软件建立富氧工艺过程模拟模型，考虑氧气进口供给、炉温控制、物料融化等因素，通过计算机仿真计算出不同富氧工艺参数下的工艺效率、产品质量和安全性等因素。
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ⅱ胶凝：gelling 硅溶胶在放置过程中自动凝固成水凝胶的过 程。这时，溶胶中二氧化硅质点通过氢键联接成多 孔性水凝胶。 凝胶速度直接影响硅胶的结构和吸附性能， pH值是影响凝胶速度的主要因素——见N型曲线。
大，易于形成细孔硅胶，如果凝胶的骨架强度较大，易于 形成粗孔硅胶，若二者都不足以抵抗毛细压力，凝胶干燥 过程中发生龟裂或破碎。龟裂或破碎既影响外观，又影响 使用性能，尽力避免。
干燥方式 实验室 烘箱逐步升温脱水干燥，150℃干燥8h。 工业上，水凝胶低温干燥室110～120℃通风干燥20h， 含水量达10%，再高温烘炉150～160℃干燥6～7h。 活化是最后工序，目的是提高硅胶的活性。通常是在 适当温度（150℃）热处理。这时既除去硅胶的吸附水， 又不改变其表面性质和物理结构。若超过200℃水蒸气吸 附量逐渐下降。超过700℃孔结构发生显著变化，表面积、 孔体积，孔径均显著降低。
6
4
2
特粗孔硅胶
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 第三章吸附剂结构性能及改性p/p0
⑶硅胶的表面结构和性能 ①硅胶的表面结构 硅胶骨架 是以硅原子为中心、氧原子为顶点的硅氧 四和面湿体空在气空接间触不，太硅规原则子地和堆水积产而生成硅的羟无基定，形形体成。化学SiO吸2一附旦水。 此外表面还有物理吸附水。120℃去除物理吸附水，180℃ 去除化学吸附水。 硅胶羟基 自由羟基 红外3750cm-1处尖峰，伸缩振动，热稳定性很高，1100℃
加盐焙烧扩孔
硅胶+盐的混合液→低温干燥→高温焙烧→扩孔硅胶
LiCl·H2O-NaCl-KNO3
550℃2h
19m2/g-1 120nm
普通粗孔硅胶等温线为第Ⅳ类，特粗孔硅胶等温线有 改变，如图。
在作催化剂载体、高温气相层析和液相凝胶色谱填充 剂方面有重要用途。 10
吸附量/mmol·g-1
8
普通硅胶
第八章 常用吸附剂的结构、性能和改性
第二节 常用吸附剂的结构和性能
第三章吸附剂结构性能及改性
第二节常用吸附剂的结构和性能
1.硅胶 silica gel ⑴ 简介 典型的多孔吸附剂，为提高机械强度和使用
寿命，常做出球形或圆柱形。 工业干燥剂，性能较氯化钙优； 色谱分析吸附剂或载体； 催化剂载体。 化学组成 SiO2·xH2O ， 无定形结构， 基本结构单元大小不等的二氧化硅粒子在空间堆积成
才消失。
缔合羟基 红外3450cm-1处宽峰，伸缩振动，170℃开始缩合脱水，
750℃完全消失。
双生羟基 (红外与自由羟基3750cm-1重叠峰)
400-600℃热处理→主要含自由羟基的硅胶。 三甲基氯硅烷处理→只含缔合羟基的硅胶去除自由羟基。
S m2/g-1 p ml/g-1 286 1.01 31 0.90 20 0.87 12 0.92 4.7 0.87
d粒子/nm 10 90
140 220 380
dpore/nm 14
120 180 300 740
说明：盐溶液顶替蒸馏水，较低压力即可； 水凝胶水第蒸三气章处吸附理剂可结在构较性能温及和改条性 件下进行
架强度。
Ⅳ.洗涤washing 用洗液洗去由于反应生成的盐和剩余的酸 碱，除去杂质离子，避免引起副作用。如作为催化剂 载体影响催化剂活性。 洗涤是老化过程的继续，洗涤液的选择要考虑对 杂质除去和硅胶的结构和性质的影响。
第三章吸附剂结构性能及改性
实验室常用蒸馏水或酸化自来水洗涤，易得细孔硅 胶，工业上常用自来水和杂质较少的循环水洗涤，易得粗 孔硅胶。
Ⅴ.氨水浸泡 impregnation 实际上是扩孔措施，浸泡中水凝胶外观发硬，强
度增大，骨架难于收缩有利于粗孔形成。同时氨水对 凝胶孔壁有溶解作用。通常水凝胶用0.15～0.2%的氨水 浸泡6h可得粗孔硅胶第。三章吸附剂结构性能及改性
Ⅵ.干燥和活化 drying activation 是影响硅胶孔结构的重要环节。如果凝胶骨架弹性较
第三章吸附剂结构性能及改性
比表面积/m2.g-1 孔容/ml.g-1 lgt
750 0.75
700
0.70
0.65 650
2
4
6
8
pH值
硅溶胶pH值对比表面积 和孔容的影响
6
4
Hale Waihona Puke 2008 10
pH值
单硅酸值－胶凝时间(min) 标准曲线
第三章吸附剂结构性能及改性
ⅲ老化ageing 硅溶胶胶凝后经一定时间的放置，使水凝胶骨 架坚固的过程。老化过程常伴有出汗离浆现象。 水凝胶骨架中的质点相互靠近缩合脱水，缩小了网 架结构的空间，将部分的水挤出，即离浆。这时凝胶 表面硅羟基≡Si-OH脱水形成Si-O-Si键，使增强了骨
原因：自来水含有的少量钙镁离子与硅胶表面的羟 基形成难溶硅酸盐，减少了表面的亲水性，增大了接触角， 降低了毛细管压力，增强了硅胶骨架的强度和抗压缩性， 有利于粗孔硅胶的形成。蒸馏水洗涤时骨架脱水易于收缩 形成细孔硅胶。酸性水时硅胶表面不易形成钙镁离子难溶 盐，对形成细孔硅胶有利。
实践中发现自来水洗涤的硅水凝胶硬度大于蒸馏水 洗涤的产品。
第三章吸附剂结构性能及改性
特定硅胶的制备
球形硅胶工业制备
工业上，硅溶胶通过分配伞流入装有油和水的成型塔， 因表面张力作用，溶胶在油相中成球并胶凝，然后落入水 中。再经老化、洗涤、干燥等处理成球胶。
扩孔硅胶（特粗孔）的制备
高压水蒸气扩孔
加热至所需压力
高压釜（硅胶、蒸馏水）
扩孔硅胶
保持一定时间
p/MPa t/h T/℃ 1# 2# 5.07 2 280 3# 8.11 2 300 4# 15.71 2 335 5# 28.68 11 350
硅胶的骨架，粒子间形成的空洞为硅胶的孔隙。有吸附水 和结构水，结构水是以羟基形式和硅原子相连而覆盖硅胶 表面。
分类 特细孔硅胶 <0.2~0.25nm 细孔硅胶 <1~2nm 中孔硅胶 2~nm 粗孔硅胶 >4~5nm 特粗孔硅第胶三章>吸1附0剂n结m构性能及改性
⑵硅胶的制备
普通硅胶制备程序： 化合→凝胶→老化→洗涤→氨水→浸泡→干燥→活化 制备中采用变更操作和处理条件控制孔结构和吸附性能。